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公開番号2025029432
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023134071
出願日2023-08-21
発明の名称窒化物半導体発光素子
出願人学校法人名城大学
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類H01S 5/343 20060101AFI20250227BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】大電流を供給して発光する大出力の窒化物半導体発光素子において、活性層への正孔注入効率を高める技術を提供する。
【解決手段】窒化物半導体発光素子1は、2重量子井戸活性層13と、2重量子井戸活性層13の表面側に積層されるp側AlGaNガイド層14と、p側AlGaNガイド層14の表面側に積層される電子ブロック層15と、を備え、p側AlGaNガイド層14は、積層方向DにAl組成が一定の組成平坦層14Aと、積層方向DにAl組成が組成傾斜した組成傾斜層14Bと、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
活性層と、
前記活性層の表面側に積層されるガイド層と、
前記ガイド層の表面側に積層される電子ブロック層と、
を備え、
前記ガイド層は、積層方向にＡｌ組成が一定の組成平坦層と、前記積層方向に前記Ａｌ組成が組成傾斜した組成傾斜層と、を有する、窒化物半導体発光素子。
続きを表示（約 460 文字）【請求項２】
前記組成傾斜層は、前記組成平坦層の表面に積層され、
前記電子ブロック層は、前記組成傾斜層の表面に積層されている、請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記組成傾斜層は、前記組成平坦層から前記積層方向に離れるにしたがって前記Ａｌ組成が小さくなる、請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記積層方向における前記組成傾斜層の厚みは、１ｎｍから３０ｎｍである、請求項３に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記積層方向における前記組成傾斜層の前記Ａｌ組成の最小値は、前記活性層の前記Ａｌ組成の最小値以上である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記組成傾斜層において、前記組成平坦層側の界面の前記Ａｌ組成と、前記電子ブロック層側の界面の前記Ａｌ組成と、の差は、０．０５から０．１７である、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の窒化物半導体発光素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化物半導体発光素子に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、積層方向にＡｌ組成が傾斜した組成傾斜層によって活性層を挟んだ構成とすることによって、活性層への正孔注入効率を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－２３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、大電流を供給して発光する大出力の窒化物半導体発光素子において、活性層への正孔注入効率を高める技術について、検討する余地があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、大電流を供給して発光する大出力の窒化物半導体発光素子において、活性層への正孔注入効率を高める技術を提供することを目的とする。ここで、大電流とは、概ね１ｋＡ／ｃｍ
2
以上の電流である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の窒化物半導体発光素子は、
活性層と、
前記活性層の表面側に積層されるガイド層と、
前記ガイド層の表面側に積層される電子ブロック層と、
を備え、
前記ガイド層は、積層方向にＡｌ組成が一定の組成平坦層と、前記積層方向に前記Ａｌ組成が組成傾斜した組成傾斜層と、を有する。
【０００７】
ガイド層を、組成平坦層と、組成傾斜層と、で構成することによって、大電流を供給して発光する大出力の窒化物半導体発光素子において、活性層へのキャリア注入効率を高めやすい。以下、単にキャリア注入効率と記載することによって活性層へのキャリア注入効率であることを示す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
窒化物半導体発光素子を示す模式図である。
窒化物半導体発光素子における積層方向のＡｌ組成を示すグラフである。
組成傾斜層の厚みと、キャリア注入効率との関係を示すグラフである。
組成平坦層の厚みと、キャリア注入効率との関係を示すグラフである。
ＡｌＧａＮ量子井戸層と組成傾斜層との間の距離と、キャリア注入効率との関係を示すグラフである。
組成傾斜層における、電子ブロック層側のＡｌ組成と組成平坦層側のＡｌ組成との差と、キャリア注入効率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明における好ましい実施の形態を説明する。
【００１０】
組成傾斜層は、組成平坦層の表面に積層され、電子ブロック層は、組成傾斜層の表面に積層され得る。この場合、組成傾斜層に電子ブロック層を積層することによって、ガイド層と、電子ブロック層と、の界面におけるＡｌ組成の差が大きくなり、電子ブロック層による電子をブロックする効果を高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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